Cuántas secciones hay que definir en HEC-Ras?

21 de mayo de 2013

Tienes delante de ti la topografía del tramo de cauce a simular, a partir de la cual definirás la geometría del modelo a base de secciones… ¿y cuántas secciones hay que definir para obtener una buena geometría? Pues depende… 

Cuántas secciones hay que definir

Sin secciones no hay geometría

Ya sabes que la única forma de entrar la geometría en Hec-Ras es mediante la definición de secciones a lo largo de todo el tramo del cauce, con lo que inevitablemente la duda sobre cuántas secciones hay que definir se te presentará sí o sí.

Por suerte, con la experiencia la dichosa preguntita cada vez resonará menos dentro de tu cabeza y la decisión saldrá de manera natural, pero si cada vez que te enfrentas a ello se te aparece intentaré darte unas pequeñas pautas…

Cómo calcula HEC-Ras la hidráulica del modelo

Para empezar te diré que HEC-Ras tiene la particularidad que en sus cálculos considera que las secciones son perpendiculares el flujo, o que el flujo es perpendicular a las secciones… es lo que tiene ser un programa de cálculo unidimensional…

De esta manera, calcula la hidráulica de cada sección a partir del caudal, pendiente, Mannings y geometría obteniendo unos calados y unos anchos de inundación para cada sección que después va uniendo con un línea recta sin importarle que hay entre ellas…

Así, ya te puedes hacer una idea que dependiendo de:

  • la geometría en planta del eje (más recto o más sinuoso),
  • la geometría en alzado (pendiente constante o con saltos)
  • las características geométricas (anchos uniformes o con estrechamientos)
  • las características orográficas (Mannings constantes o muy variables)
  • la presencia de elementos singulares

necesitarás más o menos secciones para definir correctamente la geometría del modelo.

Bueno… y entonces… cuántas secciones hay que definir al final?

Pues como te he dicho al principio depende: si tu cauce en un canal prismático de sección y pendiente constante, seguramente con muy pocas tendrás suficiente…

Si por el contrario es un cauce natural de 1.000 metros de longitud pero con 2 puentes, tres cambios de pendiente y de planta sinuosa seguramente necesitarás como mínimo 50 secciones…

Pero para que tengas una pequeña idea ten en cuenta qué:

  • Deberás poner una sección donde exista un cambio brusco de pendiente en el perfil… ahora hay herramientas (como por ejemplo Civil3D) que te permiten obtener un perfil rápido e identificar esos puntos
  • Ahí donde haya un cambio brusco de dirección en planta en el eje… Si se trata de una curva será conveniente definir al menos 3: una al principio, otra al final y otra en medio.
  • También se deberá poner secciones cuando se presente un estrechamiento o ensanchamiento de la sección, al menos dos: al principio y al final del cambio de sección
  • ¿La llanura de inundación pasa de ser un bosque a una zona urbanizada? Convendría indicar este cambio brusco de condición de rugosidad de Manning con un par de secciones…
  • Ya sabes, gracias al post que escribí sobre ello, que para definir correctamente un viaducto necesitas 4 secciones!!!!
  • Por supuesto, coloca una sección en el extremo aguas arriba y aguas abajo del tramo a estudiar…

Con todas estas indicaciones seguro que ya te han salido unas cuantas secciones… para acabar de completar la geometría, en aquellos tramos rectilíneos, constantes (y aburridos) coloca una cada cierto intervalo… yo las suelo poner cada 50 metros…

¿Y con esto ya tendré la geometría completamente definida?

Es posible que sí… pero también es posible que no…

Quedará ahora una tarea de comprobación de la geometría definida, en la que quizá detectarás que hay secciones que se cruzan (lo cual es un SACRILEGIO) y que deben quebrarse, o secciones que deberían rotarse (muchas veces las carreteras tienen la manía de NO SER PERPENDICULARES al flujo), o incluso los propios informes de resultados te pedirán que necesitas más secciones mediante interpolación…

Pero al menos, sí que estarás más cerca de que tengas una geometría como Saint-Venant manda…

¿Y cuántas secciones defines tú?

¿Qué metodología usas para ubicar las secciones? ¿Crees que las pautas que te he indicado te ayudarán? Tus comentarios son siempre bienvenidos en este blog… Y tus ganas de compartir en las redes sociales, también...

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